也谈地壳内第二深度空间石油、天然气的形成及勘探前景

在当前国内油气供需紧张的严峻形势下,开展"第二深度空间"的油气勘探"势在必行",也是"当务之急"."第二深度空间"的油气勘探需解决3个问题.一是油气无机成因的地球化学证据.原油、沥青、干酪根的Pb,Sr,Nd同位素示踪、原油中异常高含量的金属微量元素、原油中有机硅化合物的发现等均表明原油可以由无机反应而生成.二是油气无机成因论是可以指导油气勘探的.油气的分布与中地壳的低速、高导层的耦合表明有成因关系,中地壳的低速、高导层是油气的发生器,也是初始储层,据此可以对油气田进行预测.柴达木盆地昆北花岗岩油田的发现是一典型案例.三是"第二深度空间"的油气勘探需要地球物理方法和技术的支撑.目前第4代采集处理新理论、新方法业已提出.地球物理学家已经把深部勘探的新方法、新技术提到议事日程.总之,"第二深度空间"的油气勘探是有理论依据的,是可能的,是可操作的.发现大型、超大型油气田指日可待.     

大兴安岭诺敏地区二叠纪花岗岩的地球化学特征及地质意义

大兴安岭诺敏地区大地构造位置位于兴蒙造山带的东段.该区发育大量的二叠纪花岗岩类岩石,岩性主要为二长花岗岩、钾长花岗岩.岩石地球化学分析结果表明,该区岩体具有高硅,略富铝,偏碱,低镁、钠,贫钙的特征.微量元素表现出富集Rb、Th、K、Nd、Cs和亏损U、Nb、Sr、P、Ti等特点;稀土元素具有明显的轻稀土元素富集、重稀土元素亏损和明显的负Eu异常特征.轻重稀土元素分馏程度较强.岩石总体上属于高钾钙碱性系列花岗岩.地球化学特征表明其应为S型花岗岩,可能为同源的地壳物质的部分熔融作用所形成,源岩可能为变杂砂岩和变中性火山岩.根据R1-R2与Rb-（Yb+Nb）、Rb-（Yb+Ta）等微量元素判别图解,结合该区所处的构造环境推测,该区花岗岩应形成于兴安地块与松嫩地块碰撞造山过程的后碰撞阶段.     

中太平洋富钴结壳中生物标志物、有机碳同位素地球化学及其古海洋环境意义

利用2003年大洋DY105-12,14航次在中太平洋海山获取的KXD28富钴结壳样品,采用气相色谱(GC)内标法对该结壳样品的分层样进行了可溶有机质(氯仿沥青“A”)及其族组成(饱和烃、芳烃、非烃)、正构烷烃、类异戊二烯烃的定量分析,并结合总有机碳(TOC)及有机碳同位素(δ¹³C)分析,探讨了结壳样品有机质来源及富钴结壳组成与生长环境之间的关系。结果表明:(1)富钴结壳中有机质生物母源主要为海洋生物和菌藻类,并混有少量陆源物质;有机碳同位素同样也指示了海洋水生生物碳同位素特征;(2)KXD28结壳从底层到最外层有机碳同位素发生了很大变化,结壳中有机碳同位素组成变化与结壳生长过程中的海洋环境气候相符合:富钴结壳生长前期δ¹³C组成由正变负,对应全球气候变冷,南极底层流向太平洋挺进;而富钴结壳生长后期δ¹³C逐渐偏正,与全球气候变暖和南极底层流萎缩相关联。     

荒漠人工植被区典型生物土壤结皮的固碳模型研究

生物土壤结皮（BSC）是荒漠生态系统组成和地表景观的重要特征,在荒漠系统碳的源-汇功能中发挥着重要的作用。本文以沙坡头人工植被区两种典型的BSC（苔藓结皮和藻类结皮）为研究对象,通过对土壤水分的连续测定,确定BSC光合和呼吸作用的有效湿润时间及其与土壤水分、温度和太阳辐射的关系,建立了土壤水分驱动下的固碳模型。以2012年5月19—25日为例,计算了苔藓结皮和藻类结皮在试验期间的日固碳量,并估算了两类结皮的年际固碳量。结果表明:苔藓结皮和藻类结皮由于自身水文物理性质的差别显著影响到其下层土壤水分和温度的变化;降雨是BSC固碳活性的重要来源,并且苔藓结皮更容易受到非降雨水（如雾水、凝结水等）的影响而使其固碳潜力大于藻类结皮。初步估算苔藓结皮和藻类结皮的年固碳量分别可以达到33.33 g·m-2·a-1和14.01 g·m-2·a-1,其中由非降雨水所引起的固碳量达到了6.58 g·m-2·a-1和2.65 g·m-2·a-1,分别占到了全年固碳量的19.7%和18.9%。充分肯定了BSC在荒漠人工植被区碳汇的功能。     

模拟不同气候条件下碳酸盐岩风化作用的淋溶实验研究

通过模拟干热、湿热与干冷3种气候条件,以饱和CO2水作为淋溶液,对黔中岩溶区3条碳酸盐岩风化壳岩-土界面的岩粉层试样进行了淋溶实验(其中干热、湿热条件下淋溶到残余酸不溶物阶段),对淋出液的pH值以及主要造岩元素的浓度进行了动态分析。结果表明,碳酸盐岩风化壳岩-土界面由岩到土的转变过程中,伴随碳酸盐的溶蚀,酸不溶物已表现出明显的风化倾向。碳酸盐的溶蚀强度表现为干冷>干热>湿热的变化趋势。温度低,碳酸盐的溶解速率大;排水条件好,碳酸盐溶解释放的Ca、Mg易随风化流体排出体系。对于酸不溶物组分,淋溶实验中有:(1)K、Na、Mg、Si、P的载体矿物风化强度在干热条件下最大(至于Ca,由于方解石与白云石均是其主要的载体矿物,酸不溶物相中的Ca难以在淋出液中有效识别)。在干冷与湿热之间,K、Na、Mg等盐基离子的溶出能力大多表现为湿热>干冷,指示了温度对盐基离子释放强度的重要制约作用;而Si和P未表现出一致的变化趋势,可能源于淋溶体系微环境的差异。(2)Fe与Mn表现出弱迁移性。其中,Fe在干冷环境下淋出强度最弱,说明温度是制约含Fe矿物分解速率的重要因素。而Fe在干热与湿热之间,以及Mn在3种淋溶条件下,未呈现出一致的变化趋势。(3)Al和Ti在碳酸盐岩风化过程中表现出强烈的惰性。      

地壳形变测项概论

回顾了地壳形变观测工作的发展历程,详细阐述了地壳形变观测手段、方法的变化,以及观测台网的布局,最后分析了测量误差。     

内蒙古大桦背I型花岗岩地球化学特征及其成因意义

在大桦背花岗岩体区域地质和岩石学研究的基础上,运用X射线荧光光谱分析样品主量元素,采用电感耦合等离子体质谱对其样品进行了微量、稀土元素分析.同时结合前人的锆石年龄和Pb同位素数据,认为大桦背花岗岩为I型花岗岩,主要为古亚洲洋板块向华北板块多期俯冲过程中,中下地壳、成熟岛弧和大洋岛弧大面积部分熔融的产物,伴有少量地幔与未知含量的海洋沉积物及早期造山作用产物等物质的不同程度混合作用.     

麦哲伦戈沃罗夫盖特平顶海山钴结壳资源评价

为能科学、快速量化地圈定出大洋海山钴结壳优质矿区,笔者基于国际海底管理局提出的矿区选取模型,利用我国西太平洋海山钴结壳资源调查的公开的拖网采样资料,综合钴结壳的分布规律和证据权法所得海山钴结壳资源预测后验概率图,将西太平洋麦哲伦海山区戈沃罗夫盖特平顶海山圈定为钴结壳资源前景较好的远景区,并采用人机交互式的矿区圈定方法圈定出符合国际海底管理局规章要求的7个群组共100个钴结壳矿块。据此估算出戈沃罗夫盖特平顶海山湿结壳资源量为69 487.6×10⁴ t;圈定的100个矿块主要分布在2 000~3 000 m斜坡上,湿结壳资源量为14 092×10⁴ t,干结壳资源量为9 789.35×10⁴ t;锰金属量为1 961.3×10⁴ t,铜金属量为10.17×10⁴ t,钴金属量为54.06×10⁴ t,镍金属量为34.87×10⁴ t。这些数据表明,戈沃罗夫盖特平顶海山规模较大,钴结壳资源前景潜力大,可作为钴结壳深入调查和矿区申请备选海山。     

北阿尔金白尖山地区花岗闪长岩锆石U-Pb定年、Hf同位素组成及其地质意义

白尖山花岗闪长岩位于北阿尔金红柳沟-拉配泉蛇绿混杂岩带东段,呈大套岩株状产出于拉配泉岩群之中。该花岗闪长岩具有较低的SiO_2含量(62.58%～65.05%),富CaO(4.02%～4.98%),铝饱和指数A/CNK1.0(0.89～0.98),富集K、Rb、Ba,亏损Nb、Ta、Zr、Ti,属于准铝质钙碱性岩石系列,具I型花岗岩的特征;其稀土元素∑REE=90.2～137.8μg/g,具有轻重稀土元素分馏明显,轻稀土元素相对富集的特点,具弱的Eu负异常(δEu_N=0.84～0.92)。该岩石变化范围较大的锆石Hf同位素组成(ε_(Hf)(t)=-2.96～7.99)可能与源区物质不充分的岩浆混染有关,结合地球化学特征及其与实验岩石学资料的对比,其形成应为洋壳俯冲时板片脱水诱发下地壳基性岩石部分熔融产生的初始岩浆结晶作用的产物,同时在岩浆侵位过程中还受到上地壳物质(杂砂岩等)的混染。锆石U-Pb年龄为475.2±2.0Ma,结合锆石CL图像具有岩浆环带特征和Th/U值(0.30～0.75),推断该年龄为花岗闪长岩的形成年龄。综合区域地质背景,本次研究的白尖山花岗闪长岩应为红柳沟-拉配泉蛇绿混杂岩带东部地区早古生代洋壳俯冲岛弧岩浆活动的组成部分,与西部红柳沟地区(恰什坎萨依及巴什考供盆地北缘)的花岗闪长岩和石英闪长岩共同构成北阿尔金早古生代洋壳俯冲产生的岛弧岩浆岩带。此外,由西到东红柳沟-拉配泉蛇绿混杂岩带的南北两侧均发育早古生代与洋壳俯冲有关的花岗质岩石,表明整个北阿尔金洋俯冲时期可能具有双向性。     

大洋富钴结壳资源调查与研究进展

富钴结壳是继多金属结核资源之后被发现的又一深海沉积固体矿产资源,在太平洋、大西洋和印度洋的海底均有分布。据估算,全球三大洋海山富钴结壳干结壳资源量为(1081.1661~2162.3322)×108t。世界各国对富钴结壳的调查始于20世纪80年代初,截至目前,已有日本、中国、俄罗斯和巴西等4个国家与国际海底管理局签订了富钴结壳勘探合同,而韩国的矿区申请也于2016年获得核准。富钴结壳按形态可分为板状结壳,砾状结壳和钴结核3种类型。富钴结壳内部结构构造在宏观上通常表现为三层构造,即底部亮煤层、中部疏松层和顶部较致密层;在微观下主要表现为柱状构造、叠层构造、斑块状构造、纹层状构造等多种类型。富钴结壳的矿物成分主要为自生的铁锰矿物,包括水羟锰矿、钡镁锰矿、羟铁矿、四方纤铁矿、六方纤铁矿、针铁矿等。富钴结壳富含Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pb、Zn等金属元素以及稀土元素和铂族元素,其中Co含量尤为显著。三大洋中,以太平洋富钴结壳的Co平均含量最高。富钴结壳的生长过程极其缓慢,平均仅几毫米每百万年。研究表明,西太平洋富钴结壳最早于始新世-早中新世开始生长。目前通常认为富钴结壳为水成成因,即Co、Fe、Mn等金属元素来源于海水。此外,有研究表明微生物在富钴结壳的形成过程中也起着非常重要的作用。富钴结壳的分布及特征受地形、水深、基岩类型、海水水文化学特征、经纬度等多种因素的影响,其主要分布于碳酸盐补偿深度以上、最低含氧带以下、水深800~2500 m的海山、岛屿斜坡和海底高地上,西、中太平洋海山区被认为是全球富钴结壳的最主要产出区。